Разделы “оптика, элементы атомной и ядерной физики” рабочей программы курса общей физики

Рабочая программа предназначена для специальностей инженерно-технического (приборостроительного, машиностроительного) и инженерно-педагогического профиля.

Оптика

Введение. Предмет оптики и эволюция представлений о природе света.

Геометрическая оптика. Границы применимости геометрической оптики. Понятие оптического луча. Законы геометрической оптики. Центрированная оптическая система. Кардинальные элементы центрированной оптической системы: фокусы, фокальные плоскости, главные плоскости и главные точки, узлы. Формула оптической системы. Диафрагмы. Действующая диафрагма. Входной и выходной зрачок оптической системы. Светосила оптической системы. Тонкая линза. Построение изображений в оптических системах. Лупа, зрительная труба, микроскоп. Глаз и зрение.

Интерференция световых волн. Когерентность. Временная и пространственная когерентность. Способы наблюдения интерференции света. Классические интерференционные опыты: бипризма Френеля, бизеркала Френеля, опыт Юнга, интерференция в тонких пленках, кольца Ньютона. Интерферометры. Многолучевая интерференция. Просветленная оптика и другие практические применения интерференции.

Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на простейших преградах (круглом отверстии, крае полуплоскости). Спираль Корню. Дифракция Фраунгофера на щели и на системе щелей. Дифракционные решетки. Разновидности дифракционных решеток (амплитудные, фазовые, пропускающие, отражающие). Особенности изготовления дифракционных решеток, реплики. Применение дифракционных решеток.

Фотометрия и термодинамика излучения. Основные фотометрические величины (поток лучистой энергии, сила света, яркость, освещенность). Источники Ламберта. Особенности восприятия излучения человеческим глазом. Фотометрические и светотехнические величины. Функция видности. Тепловое излучение. Закон Кирхгофа. Энергетическая светимость. Испускательная и поглощательная способность тела. Абсолютно черное тело. Законы излучения абсолютно черного тела (формула Планка, закон Стефана-Больцмана, закон Вина). Оптическая пирометрия. Методы оптического измерения температуры.

Поляризация света. Поляризованный свет. Плоскополяризованный свет, свет, поляризованный по кругу и эллипсу. Получение поляризованного света. Двойное лучепреломление в кристаллах. Призма Николя. Поляризация света при отражении. Угол Брюстера, закон Брюстера. Оптически активные среды. Вращение плоскости поляризации.

Дисперсия света. Явление дисперсии. Опыты Ньютона. Нормальная и аномальная дисперсии. Электронная теория дисперсии.

Перенос излучения в мутных средах. Классификация мутных сред (дымы, туманы, взвеси, суспензии, мутные твердые тела). Ослабление излучения в мутных средах. Поглощение и рассеяние излучения. Закон Бугера.

Квантовые свойства света. Фотоэффект и уравнение Эйнштейна. Внешний и внутренний фотоэффект. Фотогальванический эффект. Эффект Комптона и импульс фотона. Элементарная теория эффекта Комптона. Давление света. Опыты Лебедева.

Фотохимическое действие света. Фотохимическое действие света. Законы фотохимии. Сенсибилизаторы. Физические основы фотографии. Цветная фотография. Голография. Физические принципы и техническая реализация голографии.

Элементы атомной физики

Строение атома. Опыты Резерфорда. Постулаты Бора. Теория водородного атома. Спектральные серии и уровни энергии. Недостатки теории Бора. Гипотеза де Бройля. Волновая функция. Уравнение Шредингера. Квантование энергии на примере частицы в бесконечно глубокой потенциальной яме. Спонтанное и вынужденное излучение. Лазеры. Свойства лазерного излучения и его применение в технологических процессах. Элементы нелинейной оптики.

Элементы ядерной физики

Атомное ядро. Ядерные реакции. Закон радиоактивного распада. Цепная реакция деления ядер. Ядерные реакторы. Термоядерная реакция синтеза. Проблема источников энергии и возможные пути ее решения.